Жаратылыстану және математика

Кранның және резинке шланганың көмегімен баллонды насоспен жалғастырамыз және баллонға ауа жібереміз. Манометрдегі деңгейлер айырымы 15-20 см жеткенде кранды (оның ішіндегі) баллонның ішіндегі ауа насостан және сыртқы ауадан айырылатындай қылып бұрамыз. Баллонды ауамен толтыру процесі өте жылдам және

Адиабаталық күйге жақын, сондықтанда ауаның температурасы өседі. Тепе теңдік күйге келу үшін бірнеше уақыт қажет. Осы уақыт ішінде баллондағы ауа сыртқы ортамен жылу алмасады және манометрдегі судың деңгейі орын ауыстырады. Орын ауыстыру деңгейі баллонның ішіндегі ауаның температурасы бөлменің температурасымен тең болған жағдайда тоқтайды. H мәнін анықтап кранның бұрылуымен баллонның ішіндегі ауаны сыртқы ауамен қосып, сосын кранды бастапқы қалпына келтіреміз. Бұл жағдайда ауаның ұлғаюы адиабаталық процесс деп, ал соңғы қысымды атмосфералық деп есептеуіміз қажет. Бұл моментті есептеу қиын, өйткені кранды ашқан кезде, баллонның ішінде газ

қысымының белгілі тербелісі байқалады. Кранды оның тесігі арқылы ауа шыққан кезде пайда болатын дыбыс тоқтаған кезде тез арада бастапқы қалпына келтіру қажет. Ауаның адиабатыұлғаю кезінде оның ішкі энергиясы азаяды және оның температурасы сәйкесінше төмендейді. Кранды бастапқы қалпына келтірген кезде баллонның ішіндегі ауа сыртқы ортаның жылу алмасуымен қызады, қысымы артады, оны манометрдің ауаның орын ауыстыруынан көруге болады. Баллонның ішіндегі ауаның температурасы бөлменің температурасына тең болғанда, деңгейлердің орын ауыстыруы тоқтайды және олардың айырымы тұрақты болады. Оларды 2-ші жағдай үшін h₂ арқылы белгілейді. Сонымен осы іс-әрекеттер кезінде қандай процестер жүретінін қарастырайық. Әуелі түтіктің ішін үлкен М_с массалы ауамен толтырылған. Осы массаға адиабатылық түрде ауаның m массасын айдаймыз. Қортындысында түтіктің іщіндегі ауаның m_с+ m орнығады. Бұл 1-ші жағдайдың параметрлері P, V_с, T. Бұл m_с+ m ауаның массасы изохоралық түрде Т бөлменің ауа температурасына дейін салқындайды және P₁=P_а+h, V_с; T параметрлерібар екінші жағдай қалыптасады.